[发明专利]一种微流体反应器

说明书

技术领域

本发明公开了一种微流体反应器，特别涉及一种流场分布均匀、无残液、可温控的微流体反应器。属于微流体生化反应仪器制备技术领域。

背景技术

微流体反应器作为微流体生物化学反应的主要场所，其性能好坏直接影响到反应的结果。完整的生化反应中，一般都需要在同一反应室中进行多种试剂交替充换的多步骤反应，但微量的液体进入反应室时由于截面积的变化引起流速的改变，而且在反应室中流动时，会受到磨擦阻力，加上一些毛细虹吸作用，很容易造成流体流速不均，流场分布不一致，使流体充入反应室后造成浓度不均甚至无法充满，而且从反应室中排出时有残液，造成试剂的交叉污染，影响反应结果。为缓解残液问题，现有反应器中一般将反应池设计成垂直或倾斜一定角度的方位放置，如中国发明专利（申请号200510024234.0）公开了一种加快生物芯片微流体反应的装置，其中所用反应舱的入口与出口连线必须有一定的角度，否则空气不能推动液体流动并产生气泡。但是在一些需要把反应池水平放置的实验中，这种类型的反应池不能满足要求。基于此，有必要设计一种不受放置方位影响，实现反应室中流体流动时流场分布均匀，排出时无残液的微流体反应器。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种结构简单合理、加工制造容易、不受放置方位影响，实现反应室中流体流动时流场分布均匀，排出时无残液的微流体反应器。

本发明一种微流体反应器，包括：基座、反应池板、玻片、橡胶圈和旋盖，所述基座上依次叠置有反应池板、玻片，所述旋盖旋装在所述基座上并通过所述橡胶圈压装在所述玻片上，其特征在于：所述反应池板中部设有一类似梭形的反应池，所述反应池长度方向的两端各设有一个进液孔、出液孔，所述进液孔、出液孔与设于基座上的进液通道或出液通道相对应。

本发明一种微流体反应器中，所述反应池形状中心对称，中间宽，两端窄，类似梭形；所述反应池的两端与进液孔或出液孔轮廓相交于点C、C′、D、D′，形成反应池的进液口或出液口，所述进液口或出液口的宽度CC′或DD′为：0.2-6mm；反应池中部的轮廓线为直线AB及直线A′B′，直线AB或直线A′B′的长度为2-60mm，直线AB与直线A′B′之间的间距为2-60mm；所述直线AB或直线A′B′两端分别通过圆弧BC、AD或B′C′、A′D′、与反应池的端点C、D或C′、D′连接；所述圆弧BC、AD、B′C′、A′D′中，圆弧BC或B′C′为过点C、B、E三点或点C′、B′、E′三点并与直线AB或A′B′相切的圆弧，所述点E或E′是点C或C′以ＢB′为轴的对称点；圆弧AD或A′D′为过点D、A、F三点或D′、A′、F′三点并与直线AB或A′B′相切的圆弧，所述点F或F′是点D或D′以AA′为轴的对称点。

本发明一种微流体反应器中，所述点A、B、C、D、A′、B′、C′、D′之间的连线构成的夹角∠ABC、∠A′B′C′、∠BAD、∠B′A′D′为135-165度。

本发明一种微流体反应器中，所述反应池板上下表面平整、光滑；下表面有突出的定位柱与设于基座上的定位孔相吻合。

本发明一种微流体反应器中，设于基座上的进液孔、出液孔分别连通设于基座侧面的进液口和出液口。

本发明一种微流体反应器中，所述基座上设有一卡槽，卡槽中部设有一个内螺纹，所述反应池板、玻片嵌装在所述卡槽中，所述旋盖外圈有外螺纹，旋装在所述内螺纹上。

本发明一种微流体反应器中，所述旋盖中间设有可使光照自由通过的中空结构，下表面设有一个沟槽，所述橡胶圈嵌套在所述沟槽中。

本发明一种微流体反应器中，所述基座侧面设有电热棒和温度传感器的嵌入孔，与外设控制系统电连接的电热棒和温度传感器嵌装在所述嵌入孔中。

本发明的工作原理简述如下：

所述基座上依次叠置有反应池板、玻片，所述旋盖旋装在所述基座上，三者构成了完整的反应室，并通过嵌装在旋盖底部的橡胶圈压装在玻片上将反应池密闭；所述反应池板中部设有一类似梭形的，无底、无盖的反应池；由于反应池在形状上，从端口到中间为一段逐渐放宽的光滑圆弧，与常规的反应池从端口到中间为一段直线相比，可以使入口处相对流速较高的流体在纵轴方向得到很好的扩散，较快的充满整个反应池，从而有利于横轴方向的流速减小而趋于均匀，很快得到流速均一分布的流场，从而是溶液在反应池中均匀推进，无残液。本发明制备的反应池，流体在反应室内流速均一，流场分布均匀，使流体排出反应室时无残液。